DE2443717B2 - Beschichtungs- oder Überzugsmasse - Google Patents
Beschichtungs- oder ÜberzugsmasseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungs- oder Überzugsmasse aus einem wasserlöslichen Silikat als
Grundstoff, einer Borverbindung als Härtungsmittel und Wasser.
Bekannte anorganische Überzüge enthalten z. B. als Grundstoff ein wasserlösliches Silikat und als Härtungsmittel ein Metallborat (JP-OS 44 325/73), Borsäure
(JP-PS 4 464/72) oder ein calciniertes Gemisch aus Borsäure, Aluminiumsilikat und Aluminiumsulfat (JP-OS
26 421/72).
Nachteilig an den üblicherweise verwendeten Härtungsmitteln ist jedoch, daß die unter Verwendung
solcher Härtungsmittel hergestellten filmartigen Überzüge insbesondere eine unzureichende Wasserbeständigkeit
und Chemikalienbeständigkeit aufweisen. Ein weiterer Nachteil dieser Härtungsmittel ist ihre zu
rasche Härtungsgeschwindigkeit infolge ihrer hohen Reaktionsfähigkeit. Dies führt dazu, daß solche Härtungsmittel
enthaltende Massen zur Herstellung von Überzügen eine verkürzte Topfzeit und folglich eine
begrenzte Verarbeitbarkeit aufweisen. Weiterhin werden bei Vervendung solcher bekannter Härtungsmittel
die Oberflächenglätte und der Glanz des letztlich erhaltenen gehärteten Überzugs beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anorganische Masse der eingangs beschriebenen Art so
auszubilden, daß die folgenden Eigenschaften des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schichten
verbessert werden: Wasser-, Witterungs-, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, Haftung, Oberflächenglätte,
Härte und Glanz.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sie ein bei einer Temperatur von etwa 300 bis etwa
1500°C erhaltenes calciniertes Boratgemisch enthält,
das durch Calcinieren einer Mischung aus
la) einem Borat eines metallischen Elements der Gruppen II bis VIII des Periodensystems oder
Ib) mindestens einer Borsäureverbindung in Form von
Borsäure und Boroxid und mindestens einer Phosphorsäure verbindung in Form von Phosphorsäure,
Phosphorpentoxid und Metallphosphaten, und
2) mindestens einer mhrwertigen Metallverbindung in Form von mehrwertigen Metalloxiden, -hydroxiden,
-carbonaten, -phosphaten, -Silikaten, -sulfaten und -nitraten
hergestellt worden ist, wobei das Borat 1 a) durch die allgemeine Formel
χ MPj ■ y B2O3 · ζ H2O
dargestellt wird, in der M ein Metall der Gruppen II bis VIII des Periodensystems bedeutet, /und j ganze Zahlen,
deren Größe von der Wertigkeit des Metalls M abhängt
und y/x eine positive Zahl von 03 oder mehr und ζ 0
oder eine positive Zahl sind, die genannte Mischung aus
100 Gewichtsteilen des Bestandteils la) oder Ib) und 2000 oder weniger Gewichtsteilen des Bestandteils 2)
besteht und 2 bis 1000 Gewichtsteile des calcinierten Boratgemisches mit 100 Gewichtsteilen wasserlöslichem
Silikat gemischt worden sind.
Gegebenenfalls kann eine Beschichtungs- oder Überzugsmasse (nachfolgend lediglich kurz Beschichtungsmasse
genannt) gemäß der Erfindung Pigmente, Füllstoffe und sonstige Hilfsmittel enthalten.
Die erfindungsgemäß zusammen mit einem wasserlöslichen Silikatgrundstoff verwendeten Härtungsmittel
verlängern die Topfzeit und folglich die Verarbeitbarkeit der Beschichtungsmasse und verleihen ihr Niedrigtemperatur-Abbindeeigenschaften.
Mit der crfindungsgemäßen Bescbichtungsmasse lassen sich filmartige
Überzüge oder haftende Schichten mit hervorragender Wasser-, Chemikalien-, Witterungs- und Hitzebeständigkeit,
Haftung, Oberflächenglätte, Härte und mit ausgezeichnetem Glanz herstellen.
Als Bestandteil la) der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse
kommen beispielsweise in Frage:
Magnesiumborat, Calciumborat,
Bariumborat, Strontiumborat,
Zinkborat, Aluminiumborat,
Bleiborat, Manganborat,
Eisenborat, Nickelborat,
Kobaltborat und Chromborat.
Bariumborat, Strontiumborat,
Zinkborat, Aluminiumborat,
Bleiborat, Manganborat,
Eisenborat, Nickelborat,
Kobaltborat und Chromborat.
Diese Borate können entweder allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Als Komponente Ib) des in der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse enthaltenen Härtungsmittelbestandteils
wird eine Mischung aus Borsäure und/oder Boroxid und Phosphorsäure und/oder Phosphorpentoxid
und/oder einem Metallphosphat verwendet. Als Metallphosphat kommt ein Alkalimetallphosphat in
Frage, insbesondere Natriumphosphat, Kaliucnphosphat und Lithiumphosphat
Eine als Komponente Ib) verwendete Mischung sollte etwa 5 bis 95, vorzugsweise 15 bis 85 Gew.-%
Borsäureverbindung (Borsäure und/oder Boroxid) und etwa 95 bis 5, vorzugsweise 85 bis 15 Gew.-%
Phosphorsäureverbindung (Phosphorsäure und/oder Phosphorpentoxid und/oder Metallphosphat) enthalten.
Die als weiterer Bestandteil des Härtungsmittelbestandteils von Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung
verwendete mehrwertige Metallverbindung 2) kann beispielsweise aus einem mehrwertigen Metalloxid,
-hydroxid, -carbonat, -phosphat, -silikat, -sulfat und/oder -nitrat bestehen. Beispiele für verwendbare
Oxide sind
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zinkoxid,
Siliziumoxid, Magnesiumoxid,
Bleioxid und Calciumoxid.
Siliziumoxid, Magnesiumoxid,
Bleioxid und Calciumoxid.
Beispiele für verwendbare Hydroxide sind
Aluminiumhydroxid, Zirkonhydroxid,
Eisenhydroxid, Magnesiumhydroxid und
Calciumhydroxid.
Eisenhydroxid, Magnesiumhydroxid und
Calciumhydroxid.
Beispiele für verwendbare Carbonate sind
Zinkcarbonat, Magnesiumcarbonat,
Calciumcarbonat, Eisencarbonat und
Nickelcarbonat.
Calciumcarbonat, Eisencarbonat und
Nickelcarbonat.
Beispiele für verwendbare Silikate sind
Aluminiumsilikat, Zirkonsilikat,
Berylliumsilikat, Magnesiumsilikat,
Zinksilikat, Bariumsilikat und
Calciumsilikat
Berylliumsilikat, Magnesiumsilikat,
Zinksilikat, Bariumsilikat und
Calciumsilikat
Beispiele für verwendbare Phosphate sind
Aluminiumphosphat, Calciumphosphat,
Magnesiumphosphat, Eisenphosphat,
Zirkonphosphat, Titanphosphat,
Manganphosphat und Zinkphosphat
Magnesiumphosphat, Eisenphosphat,
Zirkonphosphat, Titanphosphat,
Manganphosphat und Zinkphosphat
Beispiele für verwendbare Sulfate sind
Aluminiumsulfat, Calciumsulfat,
Magnesiumsulfat, Zinksulfat und
Eisensulfat
Magnesiumsulfat, Zinksulfat und
Eisensulfat
Beispiele für verwendbare Nitrate sind
Aluminiumnitrat Calciumnitrat,
Zinknitrat, Magnesiumnitrat und
Eisennitrat.
Zinknitrat, Magnesiumnitrat und
Eisennitrat.
Ferner können mehrwertige Metallverbindungen enthaltende Mineralien, wie Kaolin, Bentonit, Talkum,
Diatomeenerde und Ton, verwendet werden. Die genannten mehrwertigen Metallbestandteile können
entweder einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Der erfindungsgemäß verwendete Härtungsmittelbestandteil, d.h. ein calciniertes Gemisch aus la) einem
Borat oder Ib) einer Mischung aus einer Borsäureverbindung
und einer Phosphorsäureverbindung, und 2) einer mehrwertigen Metallverbindung, wird durch
Vermischen von 100Gewichtsteilen des Bestandteils la)
J5 oder Ib) mit 2000 Gewichtsteiien oder weniger,
vorzugsweise 10 bis 1000 Gewichtsteilen der mehrwertigen
Metallverbindung und anschließendes Calcinieren der erhaltenen Mischung, gegebenenfalls nach Pulverisieren
derselben, zubereitet. Wenn die Menge an mehrwertiger Metallverbindung in dem calcinierten
Boratgemisch 2000 Gewichtsteile übersteigt, wird es unmöglich, dem letztlich erhaltenen filmartigen Überzug
bzw. der haftenden Schicht eine genügende Haftung, Wasserbeständigkeit und Chemikalienbestän-
4r> digkeit zu verleihen.
Das ein wirksames Härtungsmittel darstellende calcinierte Boratgemisch erhält man durch 30minütiges
oder längeres, vorzugsweise einstündiges bis lOstündiges Erhitzen einer Mischung aus la) einem Borat oder
Ib) einer Mischung aus einer Borsäureverbindung und einer Phosphorsäureverbindung mit 2) einer mehrwertigen
Metaliverbindung auf eine Temperatur von etwa 300° bis 1500° C, vorzugsweise etwa 500° bis 1300° C.
Wenn die Calcinierungstemperatur unterhalb etwa 30O0C liegt, erhält die gebildete anorganische Masse
eine schlechte Topfzeit. Darüber hinaus führt eine solche Masse zur Bildung eines filmartigen Überzugs
oder einer haftenden Schicht schlechter Wasser- und Chemikalienbeständigkeit und unzureiche-.Jer Oberflä-
bo chenglätte. Wenn die Calcinierungstemperatur 1500° C
übersteigt, wird die Wirksamkeit des Härtungsmittels unzweckmäßig stark beeinträchtigt.
Bei der Herstellung einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, daß das calcinierte
b5 Boratgemisch in üblicher bekannter Weise, beispielsweise
mit einer Kugel-, Kolloid- oder Sandmühle, bis zu einer Teilchengröße von 50 μπι oder weniger vermählen
wird.
Die einen weiteren Bestandteil von Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung bildenden wasserlöslichen
Silikate können aus Alkalimetailsilükaten, wie Lithiumsilikat,
Kaliumsilikat und Natriumsilikat, aus Ammoniumsilikat und aus Alkalimetallsilik? ten nach Modifizierung
mit damit reaktionsfähigen Metallverbindungen, wie Fluoriden, Oxiden, Hydroxiden und Silikaten, bestehen.
Diese Silikate können alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden. Besonders bevorzugte
Silikate sind Kaliumsilikat und Natriumsilikat.
Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung lassen sich durch Vermischen des beschriebenen calcinierten
Boratgemisches mit einer wäßrigen Lösung des wasserlöslichen Silikats und, erforderlichenfalls, weiteres
Verdünnen mit Wasser herstellen. In einer Beschichiungsmasse gemäß der Erfindung beträgt das
Mischungsverhältnis zwischen calciniertem Boratgemisch und wasserlöslichem Silikat 2 bis 1000, vorzugsweise
5 bis 500 Gewichtsteile des ersteren zu 100 Gewichtsteilen (Feststoffanteil) des letzteren. Wenn die
Menge an calciniertem Boratgemisch 2 Gewichtsteile unterschreitet, erhält der filmartige Überzug bzw. die
Haftschicht keine geeignete Wasser-, Witterungs- und Hitzebeständigkeit, sowie Härte. Wenn die Menge an
calciniertem Boratgemisch 1000 Gewichtsteile übersteigt, werden einerseits die Topfzeit der Beschichtungsmasse
deutlich verkürzt und andererseit; der filmartige Überzug bzw. die haftende Schicht in ihrer Oberflächenglätte
und ihrem Glanz beeinträchtigt.
Je nach der Art des calcinierten Boratgemischs und
dem beabsichtigten Verwendungszweck der Bcschichtungsmasse
läßt sich das Mischungsverhältnis zwischen calciniertem Boratgemisch und wasserlöslichem Silikat
innerhalb des angegebenen Bereichs in beliebiger Weise wählen.
Als Pigmente können einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung gegebenenfalls beispielsweise
Titanoxid, Chromoxid, Kobaltoxid,
Chromate, basisches Bleicarbonat,
Bleitetroxid, Chromgelb, Zinkoxid,
gelbes Bleioxid, Ultramarin, Molybdänrot,
rotes Eisenoxid, Oxidge'ib, Kobaltblau und
Eisenschwarz
Chromate, basisches Bleicarbonat,
Bleitetroxid, Chromgelb, Zinkoxid,
gelbes Bleioxid, Ultramarin, Molybdänrot,
rotes Eisenoxid, Oxidge'ib, Kobaltblau und
Eisenschwarz
zugesetzt werden. Die Pigmente werden in der Regel in solchen Mengen verwendet, daß sie die Eigenschaften
des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht nicht beeinträchtigen.
Beispiele für in Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung verwendbare Füllstoffe sind körnige feuerfeste
Massen, wie
Aluminiumhydroxid, Aluminiumtrioxid,
Siliziumdioxid, Glimmer, Bornitrid,
Zirkonium, Mullit, Kyanit, Silimanit,
Siliziumcarbid, Ton und Graphit
Siliziumdioxid, Glimmer, Bornitrid,
Zirkonium, Mullit, Kyanit, Silimanit,
Siliziumcarbid, Ton und Graphit
sowie pulverisierte Metalle, wie
rostfreier Stahl, Aluminium,
Nickel und Chrom.
Nickel und Chrom.
Weiterhin können einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung sonstige Hilfsstoffe, wie
Aluminiumtrioxidsol, Aluminiumtrioxidgel,
Siliziumdioxidsol und Siliziumdioxidgel,
Siliziumdioxidsol und Siliziumdioxidgel,
in Mengen unterhalb etwa 80, insbesondere 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die in der Masse enthaltenen
Feststoffe, zugesetzt werden. Die Mitverwendung solcher Hilfsstoffe ist bevorzugt, da sie die Niedrigtemperatur-Abbindeigenschaften
der Masse vorteilhaft beeinflussen.
Das Auftragen einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung auf das jeweilige Substrat läßt sich nach
üblichen bekannten Auftragverfahren, z. 3. durch Aufsprühen, Aufbürsten, durch Walzenauftrag und
ίο durch Tauchen, bewerkstelligen. Die aufgetragene
Beschichtungsmasse kann entweder durch Stehenlassen bei Raumtemperatur oder durch 10- bis 60minütiges
Erwärmen auf eine Temperatur von zweckmäßigerweise etwa 80° bis 2500C gehärtet werden. Hierbei erhält
'5 man einen filmartigen Überzug bzw. eine haftende
Schicht ausgezeichneter Wasser-, Witterungs-, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, Haftung, Oberflächenglätte
und Härte sowie hervorragendem Glanz.
Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung haften ausgezeichnet und lassen sich zur Herstellung von Überzügen und als Klebemassen für die verschiedensten Substratmaterialien, wie Holz und Holzmaterialien, Schiefer, Calciumsilikatplatten, Gipsplatten, gekrümmtem Schaumbeton, Porzellan, anorganische Materialien, wie Pflaster- und Belagmaterialien, Metallplatten und -folien, wie Aluminiumplatten und -folien, Eisenplatten und -folien und Platten bzw. Folien aus rostfreiem Stahl, verwenden.
Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung haften ausgezeichnet und lassen sich zur Herstellung von Überzügen und als Klebemassen für die verschiedensten Substratmaterialien, wie Holz und Holzmaterialien, Schiefer, Calciumsilikatplatten, Gipsplatten, gekrümmtem Schaumbeton, Porzellan, anorganische Materialien, wie Pflaster- und Belagmaterialien, Metallplatten und -folien, wie Aluminiumplatten und -folien, Eisenplatten und -folien und Platten bzw. Folien aus rostfreiem Stahl, verwenden.
In den folgenden Beispielen wurden die physikalisehen
Eigenschaften der filmartigen Überzüge bzw. haftenden Schichten nach folgenden Methoden ermittelt:
Härte: Bleistiftkraiztest gemäß der Vorschrift JIS K
5400.
Wasserbeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach
zweistündigem Eintauchen in siedendes Wasser bewertet.
Witterungsbeständigkeit: Mit Hilfe eines handelsüblichen Bewitterungsgeräts nach der Vorschrift JlS K
5400 ermittelt.
Säurebeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen
Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach dem Eintauchen derselben in eine 3gew.-%ige
wäßrige Salzsäurelösung bewertet.
Alkalibeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach dem Eintauchen derselben in eine 3gew.-%ige so wäßrige Natriumhydroxidlösung bewertet.
Alkalibeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach dem Eintauchen derselben in eine 3gew.-%ige so wäßrige Natriumhydroxidlösung bewertet.
Haftung: Diese Eigenschaft wurde mittels des Kreuzschnittests bestimmt. Hierbei wurde in den
filmartigen Überzug bzw. die haftende Schicht auf einer Fläche von 10 mm χ 10 mm ein schachbrettartiges
Muster mit 100 Flächen von jeweils 1 mm2 mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs eingeschnitten.
Der Abziehtest erfolgte mit Hilfe eines Cellophan-Klebebandes, wobei die Anzahl (Schachbrett-)
Flächen, auf denen der Film auf dem Substrat zurückblieb, gezählt wurde.
Hitzebeständigkeit: Das Aussehen des filmartigen
Überzugs bzw. der haftenden Schicht wurde nach einstündigem Aufbewahren des beschichteten
Substrats in einem 50O0C heißen elektrischen Ofen bewertet.
Oberflächenglätte und -glänz: Wurden visuell bewertet.
Topfzeit: Es wurde die Zeit bis zum Erhärten der bei 25°C gelagerten anorganischen Masse gemessen.
7 | Soweit | 8 | nicht anders angegeben, | vietallverbindungen | unter den in der | Aluminiumborat/Magnesiumoxid | Mischungs | 3 | Calciniemngsbcdingungen | ix /eüisu!! | Hilfsstoffe im ebenfalls angegebenen Verhalt- | Bezeichnung verwendete Art | Gemäß der | A 100 JIS Nr. 3 Wasserglas | verwendete | |
sämtliche Angaben »Teile« und »Prozente« — »Gewichtsteile« und »Gewichtsprozente« | Tabelle I angegebenen Bedingungen wurden verschiedene Härtungsmittel hergestellt: | Aluminiumborat/Calciumsilikat | verhältnis | 5 | Menge | Erfindung | D 250 desgl. | Menge | ||||||||
2443717 | Beispiel 1 | Aluminiumborat/ A luminiumdihydrogenphosphat | 10 | Tpmnurul | 1 | in Teilen | 1 | G 160 desgl. | in Teilen | |||||||
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. | 1. Herstellung des Härtungsmittel« | Hiirtungsmillcl Zusammensetzung des Härtungsmittels | Calciumborat/Aluminiumhydroxid | 20 | 1 | 2 | ||||||||||
bedeuten | Calciumborat/Kaolin | 10 | 5 | 1000 | 5 | 3 | ||||||||||
Calciumborat/Calciumphosphat | 10 | 10 | 500 | 3 | 100 | |||||||||||
Calcinieren von Mischungen aus Metallboraten und mehrwertigen | Bleiborat/Bleioxid | 10 | 5 | 1000 | 1 | 100 | ||||||||||
Durch | Zinkborat/Magnesium hydroxid | 10 | 30 | 500 | 2 | Beschichtungs- Härtungsmittel Wasserlösliches Alkalimetallsilikat | 100 | |||||||||
folgenden | Härtungsmittel in Beschichtungsmassen gemäß der Erfindung | Aluminiumbora t/Zinkcarbonat | 10 | 80 | 1000 | 5 | masse Nr. | |||||||||
Tabelle 1 | A | Eisenbora t/Calciumsulfat | 10 | 5 | 1000 | 5 | ||||||||||
B | Magnesiumborat/Eisennitrat | 10 | 3 | 400 | 2 | |||||||||||
C | Manganbora t/Zirkonphosphat | 10 | 10 | 700 | 1 | |||||||||||
D | Chrombora t/Titanphosphat/Aluminiumsilikat | 10 | 10: 10 | 1000 | 2 | |||||||||||
E | Calciumborat/ Aluminiumdihydrogenphosphat/ | 10 | 10: 10 | 1000 | 2 | |||||||||||
F | Calciumsilikat | 10 | 1200 | 5 | ||||||||||||
G | ^iailungsmittel | 10 | 1000 | 2 | ||||||||||||
H | Bleiborat | 10 | 700 | |||||||||||||
I | Calciumborat/Kaolin | 10 | 5 | 1000 | ||||||||||||
J | 5 | |||||||||||||||
K | Borsäure/Aluminiumsilikat/ Aluminiumsulfat | 10:7 | Mischung | |||||||||||||
L | .: Mischungsverhältnis = Gewichtsverhältnis. | 500 | ||||||||||||||
M | 10 | nicht | 10 | |||||||||||||
N | calciniert | |||||||||||||||
10 | 100 | |||||||||||||||
Vergleich | jeweils in einer | |||||||||||||||
X | 2. Herstellung der Beschichtungsmasse | in der folgenden Tabelle H angegebenen wasserlösli- Kugelmühle zu einer Beschichtungsmasse vermählen | ||||||||||||||
Y | Zu jedem der erhaltenen Härtungsmittel wurden die 50 nis zugesetzt. | worauf das Ganze | chen Alkalimetallsilikate, Pigmente, Füllstoffe und wurde (< 10 μιτι). | |||||||||||||
sonstigen | ||||||||||||||||
Z | Tabelle II | |||||||||||||||
ßemerkum | ||||||||||||||||
9 | Menge an | verwendete | 24 43 717 | 10 | Wasserlösliches Alkali metalls: likal | 10 | Aluminiumtrioxidsol | verwendete | |
verwendetem | Menge | Art | 30 Aluminiumtrioxidsol | (10% Feststoffe) | Menge | ||||
Fortsetzung | Härtungsmille! | Wasser | in Teilen | (10% Feststoffe) | in Teilen | ||||
Beschichtungs- | Bezeichnung | in Teilen | 10 Zirkon | ||||||
masse Nt. | |||||||||
60 | 20 | 100 | |||||||
30 | Kaliumsilikat SiO2/K2O = 4 (Molverhältnis), | 30 | |||||||
Gemäß der | 20 | 40% Feststoffe | 100 i | ||||||
Erfindung | B | 120 | JlS Nr. 3 Wasserglas | 100 f | |||||
4 | 140 | desgl. | 100 | ||||||
C | 20 | 40 | JIS Nr. 1 Wasserglas | 100 | |||||
5 | E | 130 | modifiziertes Wasserglas | 100 | |||||
6 | F | 40 | 70 | JlS Nr. 3 Wasserglas | 100 ; | ||||
7 | Il | 50 | 100 | JIS Nr. 1 Wasserglas | 100 | ||||
8 | I | 30 | Kaliumsilikat Si(VK2O = 4 (Molverhältnis), | ||||||
9 | J | 20 | 70 | 40% Feststoff | 100 | ||||
10 | K | 10 | 60 | JIS Nr. 1 Wasserglas | 100 | ||||
11 | 110 | JIS Nr. 3 Wasserglas | 100 | ||||||
L | 140 | desgl. | 100 | ||||||
12 | M | desgl. | |||||||
13 | N | ||||||||
14 | Λ | 50 | loo ι | ||||||
15 | 20 | JlS Nr. 3 Wasserglas | i00 ; | ||||||
Vergleichs | 10 | desgl. | 100 : | ||||||
beispiele | X | JIS Nr. 1 Wasserglas | |||||||
16 | Y | Pigment | |||||||
17 | Z | Art | Sonstige Bestandteile | verwendete | |||||
18 | Fortsetzung Tabelle II | verwendete Art | Menge | ||||||
Bcschichlungs- | Menge | in Teilen | |||||||
masse | in Teilen | ||||||||
Nr. | |||||||||
Chromoxid | 40 | ||||||||
Gemäß der | 40 Aluminiumtrioxidsol | ||||||||
Erfindung 1 |
(10% Feststoffe) | 70 | |||||||
2 3 4 |
Eisen(IIl)-oxid | pulverisierter rostfreier Stahl | |||||||
Ultramarin | 50 | ||||||||
5 | |||||||||
6 | Titanoxid | 50 | |||||||
7 | |||||||||
Titanoxid | |||||||||
8 | Zinkoxid | ||||||||
9 | 40 | ||||||||
10 | |||||||||
11 | |||||||||
12 | |||||||||
l'ortsct/ung
Bcschichlungs- | Menge an | Pigment | verwendete | Sonstige Bestandteile | verwendete |
masse | verwendetem | Art | Menge | Art | Menge |
Nr. | Wasser | in Teilen | in Teilen | ||
in Teilen | |||||
Gemäß der | 20 |
ErH η d u ng | 50 |
13 | |
14 | |
15 | 20 |
Vergl.- | 30 |
Bcispiele | 20 |
16 | |
17 | |
18 | |
Chromoxid
Zinkoxid
Titanoxid
Siliziumdioxidsol
(40% Feststoffe)
(40% Feststoffe)
Aluminiumoxid
30 30
Bemerkung: lOOGewichtsteilc JlS Nr. 1 Wasserglas wurden mit 10Gewichtsteilen Aluminiumsilikat gemischt und 5sid lang
auf eine Temperatur von 100 C erhitzt.
3. Herstellung des filmartigen Überzugs und
Bewertung desselben
Bewertung desselben
Durch Aufsprühen der verschiedenen Beschichtungsmassen gemäß Tabelle II auf eine Schieferplatte in einer
Stärke von 20 μίτι und Aushärten des Überzugs unter
den in Tabelle IH angegebenen Bedingungen wurden verschiedene filmartige Überzüge bzw. haftende
Schichten hergestellt.
Die einzelnen filmartgen Überzüge bzw. haftenden Schichten wurden den verschiedensten Tests unterworfen.
Die hierbei ermittelten physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle IH zusammengestellt:
liigenschaften
Aus einer Beschichtungsniasse gemäß der lirfindung hergestellter lllmartiger Überzug
12 3 4 5 6 7 8
Ilärtungsbedingungen:
Temperatur C
150 150 130 100 30 30 30 25
Zeit in std
I 1 1 I 50 100 50 72
Härte | >9H >9H | >9H | >9H | >9H | >9II | >9H | >9H |
Wasserbeständigkeit | keine Änderung | ||||||
W itterungsbeständigkeit | keine Änderung | schwaches | keine | Änderung | |||
Weißwerden | |||||||
Säurebeständigkeit | keine Änderung | ||||||
A Ikal ibeständigkeit | keine Änderung | ||||||
Haftung | 100 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
100 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | TÖÖ | 100 | |
H itzebeständigkeit | keine Änderung | ||||||
Oberflächenglätte | gut | ||||||
Glanz | gut | ||||||
Topfzeit (std) | 4 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
24 43 | 13 | 717 | 14 | 12 13 | 14 15 | mehrwertigen Metallverbin- | in der Tabelle angegebenen Bedingungen zu in | verwendbaren Härtungsmitteln | |
düngen (vgL die folgende Tabelle IV) wurden unter den | Beschichtungsmassen | ||||||||
Fortsetzung Tabelle III | Aus einer Beschichtungsmasse gemäß der lirfindung hergestellter filmartiger Überzug | calciniert | |||||||
Eigenschaften | 9 10 11 | 100 80 | 30 150 | ||||||
Härtungsbedingungen: | |||||||||
Temperatur C | 1 2 | 50 1 | |||||||
150 130 100 | >9H >9H | >9H >9H | |||||||
Zeil in std | geringe keine | ||||||||
1 1 1 | Erweichung Änderung | ||||||||
>9H >9H >9H | schwaches keine | ||||||||
Härte | keine Änderung | Weißwerden Änderung | |||||||
keine Änderung | |||||||||
Witterungsbeständigkeit | 100 100 | 100 100 | |||||||
keine Änderung | 100 100 | 100 100 | |||||||
Säurebeständigkeit | keine Änderung | ||||||||
Alkalibeständigkeit | 100 100 100 | ||||||||
Haftung | 100 100 100 | ||||||||
keine Änderung | 3 3 | 3 4 | |||||||
Hitzebeständigkeit | gut | ||||||||
Oberflächenglätte | gut | ||||||||
Glanz | 4 4 4 | 17 | 18 | ||||||
Topfzeit (std) | |||||||||
Fortsetzung Tabelle III | Vergleichsversuchc | ||||||||
Eigenschaften | 16 | 150 | 150 | ||||||
Härtungsbedingungen: | I | 1 | |||||||
Temperatur C" | 6H | 9H | |||||||
150 | gelöst | geringe Erweichung | |||||||
Zeit in std 1 |
Ablösung | schwaches Weißwerden | |||||||
>9H | gelöst | schwach gelöst | |||||||
Härte | geringe Erweichung | gelöst | schwach gelöst | ||||||
Wasserbeständigkeit | schwaches Weißwerden | 100 | 100 | ||||||
Witterungsbeständigkeit | schwach gelöst | 100 | 100 | ||||||
Säurebeständigkeit | schwach gelöst | Abplatzen | Abplatzen | ||||||
Alkalibeständigkeit | 100 | schlecht | gut | ||||||
Haftung | 100 | schlecht | gut | ||||||
schwaches Abplatzen | 0,2 | 0,5 | |||||||
H itzebeständigkeit | gut | dung zu filmartigen | Oberzügen führen, die bessere | ||||||
Oberflächenglätte | gut | physikalische Eigenschaften aufweisen als filmartige | |||||||
Glanz | 0,5 | Überzüge, die unter Verwendung von bekannte | |||||||
Topfzeit (std) | Aus Tabelle III geht hervor, daß die Beschichtungs- | Härtungsmittel enthaltenden Beschichtungsmassen her | |||||||
massen gemäß der Erfindung (Nr. 1 bis 15) mit einem | gestellt wurden. | ||||||||
Härtungsmittel in Form eines calcinierten Gemischs aus 60 | Beispiel 2 | ||||||||
einem Borat eines Metalls der Gruppen II bis VIII des | Mischungen aus Borsäureverbindungen, Phosphor | ||||||||
Periodensystems und einer mehrwertigen Metallverbin- | säureverbindungen und | ||||||||
Tabelle IV | 24 43 71 | 7 | 16 | ) | verwende | Zei | |
15 | Härtungsmittel | Menge | std | ||||
in Teilen | |||||||
Borsäureverbindiing | Phosphorsäureverbindung | ||||||
Art verwendete | Art | ||||||
Härtungsmittel | Menge | 5 | |||||
in Beschichtungsmassen | in Teilen | 66 | 6 | ||||
gemäß der Erfindung | 72 | 8 | |||||
A | 60 | 4 | |||||
B | 70 | 8 | |||||
C | Borsäure 34 | Phosphorsäure (85%) | 30 | 6 | |||
D | Borsäure 28 | desgl. | 80 | 5 | |||
E | Borsäure 40 | Phosphorpentoxid | 70 | 2 | |||
F | Borsäure 30 | Aluminiumphosphat | 40 | 6 | |||
G | Borsäure 70 | Calciumphosphat | 50 | 5 | |||
1! | Borsäure 20 | Zirkonphosphat | 60 | ||||
1 | Borsäure 30 | Natriumphosphat | 5 | ||||
J | Boroxid 60 | Eisenphosphat | 66 | 5 | |||
Vergleichshürtungsmittel | Boroxid 50 | Bleiphosphat | 60 | 10 | |||
W | Boroxid 40 | Zinkphosphat | - | ||||
λ | 57 | ||||||
Y | Borsäure 34 | 43 | 2 | ||||
Z | Boroxid 40 | ||||||
Borsäure 100 | |||||||
Fortsetzung Tabelle IV | - | ||||||
HiirUingsniitlcl | |||||||
Mehrwertige Metallverbindung | |||||||
Härlungsmitiel in | Art | ||||||
Beschichtungsmassen | |||||||
gemäß der Erfindung | |||||||
Λ | |||||||
B | |||||||
C | Aluminiumhydroxid | ||||||
D | Aluminiumsilikat | ||||||
E | Kaolin | ||||||
F | Zirkonoxid | ||||||
ü | Magnesiumsilikat | ||||||
Il | Calciumsulfat | Phosphorsäure (85%) | |||||
I | Eisennitrat | Calciumphosphat | |||||
J | Magnesiumcarbonat | - | |||||
Vergleichshürtungsmittel | Bleioxid | Phosphorsäure (85°/ | |||||
W | Talkum | AlH2PO, | |||||
X | Calcinierungsbedingungei | ||||||
Y | - | Temperatur | |||||
- | verwendete Menge | in C | |||||
Z | Aluminiumsilikat | in Teilen | |||||
Aluminiumsulfat | |||||||
Zinkoxid | |||||||
Calciumchlorid | 500 | ||||||
Calciumsilikat | 70 | 600 | |||||
100 | 800 | ||||||
200 | 800 | ||||||
80 | 500 | ||||||
400 | 1000 | ||||||
20 | 1000 | ||||||
100 | 1000 | ||||||
300 | 700 | ||||||
200 | 800 | ||||||
500 | |||||||
1000 | |||||||
- | 800 | ||||||
- | 100 | ||||||
100) | |||||||
70 J | |||||||
57 | 300 | ||||||
40 | |||||||
28 | |||||||
Zu den einzelnen erhaltenen Härtungsmitteln wurden die in der folgenden Tabelle V angegebenen wasserlöslichen
Alkalimetallsilikate, Pigmente, Füllstoffe und sonstigen Hilfsmittel in den ebenfalls in der Tabelle
angegebenen Mengen zugegeben, worauf die versc denen Mischungen in einer Kugelmühle gleichm;
vermählen und durchgemischt wurden. Hierbei wut verschiedene Beschichtungsmassen erhalten.
17
Bezeichnung verwendete Menge Art
in Teilen verwendete Menge in Teilen
Gemäß der
Erfindung
Erfindung
1 | A |
2 | B |
3 | C |
4 | D |
5 | E |
6 | F |
7 | G |
8 | H |
9 | I |
Vergleichs | |
beispiele | |
10 | W |
11 | X |
12 | Y |
13 | Z |
70
50
200
150
40
130
100
230
12
40
10
120
JIS Nr. 1 Wasserglas 100
JIS Nr. 3 Wasserglas 100
JIS Nr. 1 Wasserglas 100
Kaliumsilikal, SiO2/K2O = 4 (MolverhälLnis), 100
40% Feststoffe
JIS Nr. 1 Wasserglas 100
JIS Nr. 3 Wasserglas 100
desgl. 100
Kaliumsilikat, SiO2/K2O = 4 (Molverhältnis), 100
40% Feststoffe
JIS Nr. 1 Wasserglas 100
JlS Nr. 1 Wasserglas 100
JlS Nr. 3 Wasserglas 100
JIS Nr. 1 Wasserglas 100
desgl. 100
Fortsetzung Tabelle V
Heschichlungs-
Gemäß der
Erfindung
Erfindung
Vergleichsbeispiele
Menge an verwendetem
Wasser in Teilen
Wasser in Teilen
Pigment Art
20
30
30
40
20
50
50
30
30
50
30
30
20
Titanoxid
Chromoxid
Zinkoxid Eiscn(III)-oxid
verwendete Menge in Teilen S'. nslige Bestandteile
Art
Art
K)
30 50
Aluminiumoxid
Siliziumdioxidsol
(40% Feststoffe)
Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)
Siliziumdioxidsol
(40% Feststoffe)
Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)
Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)
Zirkon
(10% Feststoffe)
Zirkon
Aluminiumtrioxidsol
(10% Feststoffe)
(10% Feststoffe)
verwendete Menge in Teilen
40
30
30
30
50
50
50
40
Titanoxid
10
icmcrkung; !'
20
70
70
Titanoxid
20
ichtst'jÜ!: J!S Nr. ! Wasserglas wurden mit lOGewichtstcikn Aluminiumsilikat gemischt und 5 std lang
auf eine Temperatur von 100 C erhitzt.
20
Durch Aufsprühen der verschiedenen Beschichtungsmassen von Tabelle V auf eine Schieferplatte und
Aushärten der Überzüge unter den in Tabelle VI angegebenen Bedingungen wurden 20 μπι dicke filmar-
tige Überzüge hergestellt Diese wurden den verschiedensten physikalischen Untersuchungen unterworfen,
wobei die in der folgenden Tabelle VI angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:
I Eigenschaften | Aus einer Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung hergestellter filmartiger Überzug | 4 | 80 | Il | 5 | 6 | 12 | 30 | 30 | 7 | 8 | 9 |
I | 1 2 3 | Härtungsbidingungen: | Hiirlungsbcdingungen: Temperatur C | |||||||||
I | Temperatur C | 2 | 30 | 100 | 120 | |||||||
I | 30 100 100 | >9H | 30 | 100 | Zeil in std | 100 | 30 | 30 | ||||
g | Zeit in s»d | 100 ' | ||||||||||
S | 72 1 1 | 100 | 1 | 1 | Ί2 | 48 | ||||||
I | >9H >9H >9H | >9H | >9H | >9H | >9H | >9H | ||||||
1 Härte | keine Änderung | geringe Erweichung | ||||||||||
Si Wasserbeständigkeit | keine Änderung | 100 | schwaches Weißwerden | |||||||||
g Witterungsbeständigkeit | keine Änderung | 100 | ||||||||||
I Säurebeständigkeit | keine Änderung | geringe Erweichung | ||||||||||
I Alkalibeständigkeit | 100 100 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
Haftung | 100 100 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
I Hitzebeständigkeit | keine Änderung | |||||||||||
ί Oberflächengüte | gut | Vcrglcichsversuche | ||||||||||
I Glanz | gut | K) | ||||||||||
v? Fortsetzung Tabelle Vl | ||||||||||||
[* £> Eigenschaften |
||||||||||||
13 | ||||||||||||
eis l'tä |
||||||||||||
■S | 30 | |||||||||||
Ψ; ■?i! |
||||||||||||
3 | 120 |
Wasserbesländigkeit
Witterungsbeständigkeit
Säurebeständigkeit
Alkalibeständigkeit
1 laftung
Hitzebeständigkeit
Oberflächenglätte
811
gelöst gelöst
Weißwerden
gelöst gelöst
gelöst gelöst
KX) KX)
100
teilweises Abplatzen
gut
gut
911
Erweichung
Erweichung
gelöst
KX)
100
911
geringe Erweichung
schwaches Weißwerden
geringe Erweichung
Erweichung
100
100
keine Änderung
Aus Tabelle VI geht hervor, daß Beschichtungsmas- filmartigen Überzügen führen, die bessere physikalische
sen gemäß der Erfindung (Nr. 1 bis 9) mit einem Eigenschaften aufweisen als unter Verwendung von
Härtungsmittel in Form eines calcinierten Gemischs aus bekannten Beschichtungsmassen hergestellte filmartige
einer Borsäureverbindung, einer Phosphorsäureverbin- t>o Überzüge,
dune und einer mehrwertigen Metallverbindung zu
Claims (6)
1. Beschichtungs- oder Überzugsmasse aus einem wasserlöslichen Silikat als Grundstoff, einer Borverbindung
als Härtungsmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein bei einer Temperatur von etwa 300 bis etwa 15000C
erhaltenes calciniertes Boratgemisch enthält, das durch Calcinieren einer Mischung aus
la) einem Borat eines metallischen Elements der Gruppen II bis VIII des Periodensystems oder
Ib) mindestens einer Borsäureverbindung in Form
von Borsäure und Boroxid und mindestens einer Phosphorsäureverbindung in Form von Phosphorsäure,
Phosphorpentoxid und Metallphosphaten, und
2) mindestens einer mehrwertigen Metallverbindung in Form von mehrwertigen Metalloxiden,
-hydroxiden, -carbonaten, -phosphaten, -silikaten, -sulfaten und -nitraten
hergestellt worden ist, wobei das Borat 1 a) durch die
allgemeine Formel
* M1-Oy ^B2O3 · zH2O
dargestellt wird, in der M ein Metall der Gruppen II bis VIII des Periodensystems bedeutet, /und j ganze
Zahlen, deren Größe von der Wertigkeit des Metalls M abhängt, und y/x eine positive Zahl von 0,3 oder
mehr und ζ 0 oder eine positive Zahl sind, die m
genannte Mischung aus 100 Gewichtsteilen des Bestandteils la) oder Ib) und 2000 oder weniger
Gewichtsteilen des Bestandteils 2) besteht und 2 bis 1000 Gewichtsteile des calcinierten Boratgemisches
mit 100 Gewichtsteilen wasserlöslichem Silikat gemischt worden sind.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Mischung Ib) aus etwa 5 bis
95, vorzugsweise 15 bis 85 Gew.-%, einer Borsäureverbindung
und etwa 95 bis 5, vorzugsweise 85 bis 15 Gew.-%, Phosphorsäureverbindung besteht.
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Pigmente und
Füllstoffe enthält.
4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten
Metallphosphate des Bestandteils Ib) aus Alkalimetallphosphaten in Form von Natriumphosphat,
Kaliumphosphat und Lithiumphosphat bestehen.
5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten
mehrwertigen Metallverbindungen aus einem Oxid des Aluminiums, Zirkons, Zinks, Siliziums, Manesiums,
Bleis und/cder Calciums, einem Hydroxid des Aluminiums, Zirkons, Eisens, Magnesiums und/oder
Calciums, einem Carbonat des Zinks, Magnesiums, Calciums, Eisens und/oder Nickels, einem Silikat des
Aluminiums, Zirkons, Berylliums, Magnesiums, Zinks, Bariums und/oder Calciums, einem Phosphat
des Aluminiums, Calciums, Magnesiums, Eisens, t>o
Zirkons, Titans, Mangans und/oder Zinks, einem Sulfat des Aluminiums, Calciums, Magnesiums, Zinks
und/oder Eisens, einem Nitrat des Aluminiums, Calciums, Zinks, Magnesiums und/oder Eisens
und/oder aus mehrwertige Metallverbindungen enthaltenden Mineralien in Form von Kaolin,
Bentonit, Talkum, Diatomeenerde und/oder Ton bestehen.
6. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete
wasserlösliche Silikat aus einem Alkalimetallsilikat des Lithiums, Kaliums und Natriums, einem Ammoniumsilikat
oder einem dieser Alkalimetallsilikate nach Modifizierung mit einer damit reaktionsfähigen
Metallverbindung in Form eines Fluorids, Oxids, Hydroxids und Silikats besteht
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10406273A JPS5054620A (de) | 1973-09-14 | 1973-09-14 | |
JP10406173A JPS5054619A (de) | 1973-09-14 | 1973-09-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2443717A1 DE2443717A1 (de) | 1975-03-27 |
DE2443717B2 true DE2443717B2 (de) | 1980-03-06 |
DE2443717C3 DE2443717C3 (de) | 1980-10-16 |
Family
ID=26444613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742443717 Expired DE2443717C3 (de) | 1973-09-14 | 1974-09-12 | Beschichtungs- oder Überzugsmasse |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2443717C3 (de) |
FR (1) | FR2243989A1 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
WO1992017262A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-15 | Knecht Filterwerke Gmbh | Flüssigkeitsfilter, insbesondere schmierölfilter für verbrennungsmotoren |
EP3107878B1 (de) | 2014-02-19 | 2018-08-08 | Chemische Fabrik Budenheim KG | Anorganisches bindemittelsystem für verbundwerkstoffe |
DE102015112899B4 (de) | 2015-08-05 | 2018-05-30 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Borarmes bis borfreies anorganisches Bindemittelsystem und Verfahren zur Herstellung eines abgebundenen Bindemittels oder eines Verbundwerkstoffs |
-
1974
- 1974-09-12 DE DE19742443717 patent/DE2443717C3/de not_active Expired
- 1974-09-13 FR FR7431089A patent/FR2243989A1/fr active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE2443717A1 (de) | 1975-03-27 |
DE2443717C3 (de) | 1980-10-16 |
FR2243989A1 (en) | 1975-04-11 |
FR2243989B1 (de) | 1978-12-29 |
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